Irrigação por infiltração com efluente de lagoa anaerobia em solo cultivado com milho (Zea mays L.)

Resumo: O reúso de efluentes domésticos anaeróbios na agricultura surge como alternativa de destino para o efluente tratado, visto que este possui características físico-químicas vantajosas para a agricultura, ao mesmo tempo em que possui concentrações que extrapolam os padrões de lançamento nos cursos de água. Neste estudo, o efluente anaeróbio foi utilizado para irrigação da cultura do milho, por meio de um sistema de sulcos rasos de infiltração, tendo como objetivo a determinação de taxas de aplicação, que sejam convenientes do ponto de vista sanitário e agronômico, à proteção dos aqüíferos subterrâneos e à produção de colheitas. Para tanto, foram investigadas três lâminas hídricas correspondentes às profundidades de irrigação de 0,20, 0,40 e 0,60 m, para os tratamentos irrigados com efluente, irrigados com água e fertilizantes, e, irrigados apenas com água, sem fertilização. O experimento foi conduzido durante três safras, empregando o cultivar AG 405 para as duas safras de verão, e, o cultivar BR 106 para a safra de inverno. Foram monitorados os líquidos lixiviados nas profundidades 0,25, 0,50 e 0,75 m para os tratamentos com esgoto e com água enriquecido com fertilizantes. A fertilidade do solo foi avaliada por meio de análises químicas de rotina, no final de cada safra, na linha de plantio, e, nos sulcos de irrigação. A produtividade da cultura foi avaliada pelo peso de grãos secos a 65o C; peso dos grãos secos a 105o C (13% de teor de água); e, peso de 1000 grãos a 13% de teor de água. Também, foram determinados os teores totais dos metais Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, e, Pb, em folhas e grãos na segunda safra. Os resultados indicam que o reúso agrícola é, sem dúvida, vantajoso tanto no aspecto sanitário quanto no agronômico. As variáveis físico-químicas do efluente consideradas insatisfatórias no tratamento anaeróbio podem trazer benefícios ao sistema solo-planta. Para as três safras analisadas, a produção de grãos foi semelhante, tanto para o tratamento realizado com efluente quanto para o tratamento irrigado com água acrescido de fertilizantes, sendo que as parcelas irrigadas com lâmina de 0,40 m obtiveram as melhores produtividades. Na última safra, para esta lâmina, as parcelas irrigadas com efluente atingiram a produtividade de 6,2 ton ha-1, semelhante à produtividade das parcelas enriquecida com fertilizantes, 6,3 ton ha-1. No aspecto sanitário, observou-se remoção de matéria orgânica e fósforo. No material lixiviado, observou-se eficiência na remoção de DBO, variando de 77,8 a 99,5% em relação ao efluente anaeróbio. Em relação à DQO, a eficiência variou de 87,7 a 99,4%. Para o fósforo, sua concentração nas amostras teve redução em torno de 97,0% em relação ao efluente aplicado, demonstrando que ele foi imobilizado no solo e/ou absorvido pela cultura. O sistema apresentou boa eficiência do processo de nitrificação, sendo que as amostras lixiviadas sofreram redução da concentração de N-NH4+ de 99,0% em relação ao efluente. O nitrato foi lixiviado com mais intensidade após o estágio de desenvolvimento da planta, quando a necessidade hídrica e a demanda por nutrientes da cultura começa a reduzir-se. Em algumas etapas ao longo do ciclo da cultura, quando ocorreu aporte excessivo de nitrogênio, pode-se notar concentrações de nitrato no líquido lixiviado acima dos padrões de potabilidade, 10 mg L-1, tanto no tratamento com efluente, quanto com água enriquecido com fertilizantes. Ainda, os resultados obtidos para coliformes indicam que estes sobrevivem e estão presentes no solo, independente do tratamento. Para a E. coli notau-se redução da concentração na amostra da ordem de 3 unidades logarítmicas em relação à concentração no efluente aplicado. Em vista dos resultados obtidos na pesquisa, de maneira geral, conclui-se que o reúso é viável, desde que sejam tomadas precauções quanto aos impactos de origem sanitária, principalmente relacionada ao nitrato e aos coliformesAbstract: The experiment was conducted around of a Sewage Treatment Plant located in Limeira city, São Paulo, Brazil. This research had the proposal to reuse the domestic effluent treated in an anaerobic lagoon, that present a BOD removal efficiency of 50%. The main objective was the determination of application rates of effluent in the soil according to sanitary and agronomic engineering practices. Three different rates were studied, corresponding to irrigation depths of 0.20, 0.40 and 0.60m. The study was carried out for three treatments, parcels irrigated with effluent, water plus fertilizer, and only water. Collectors were placed in the soil profile at 0.25, 0.50 and 0.75 m to extract the soil solution. The experiment was happened during three harvests, using the cultivar AG 405 for the two summer harvests, and, the cultivar BR 106 for the winter harvest. The fertility of the soil was verified through chemical analyses of routine, in the end of each harvest. The productivity of the culture was evaluated by the weight of dry grains to 65oC; by the weigh of dry grains to 13% of water; and, by the weigh from 1000 grains to 13% of water. Also, it was determined the total contents of the metals Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, and, Pb, for the leaves and grains in the second harvest, and, for the grains in the third harvest. The results indicated that the agricultural reuse is, without a doubt, advantageous. The physiochemical characteristics, considered unsatisfactory in the anaerobic treatment, are advantageou to the system soil-plant. For the three harvests, the production of grains was practically the same, so much for the treatment with sewer and as for the treatment with water plus fertilizer. The irrigation depth of 0.40 m obtained the best productivity. In the last harvest, for this irrigation depth, the parcels irrigated with efluente had a productivity of 6.2 ton ha-1, while in the fertilizer parcels, 6.3 ton ha-1. In the sanitary aspect, the results indicated good removal of organic matter and phosphorus. The removal of DBO varied from 77.8 to 99.5% in relation to the anaerobic efluent. For DQO, the results varied from 87.7 to 99.4%. The P content was reduced around 97.0% in relation to the applied efluent, returning to its natural reservoir, the soil. The nitrification process was complete, with reduction of 99.0% in the N-NH4+ concentration when compared to efluent. Nitrate percolation occurs more frequently after the decreasing of the water and nutrient demand of the plants; in some cases, the concentrations of nitrate were high, so much for the treatment with sewage, as with mineral fertilization. It can be noticed concentrations of nitrate in the liquid collected above the water potability parameters, 10 mg L-1. Still, the results obtained for coliforms indicated that these microrganisms are present in the soil, independent of the treatment. For E. coli it was verified a reduction of the order of 3 logs in relation to the applied efluent. The reuse of anaerobic efluent in agricultural soils is viable, since precautions are taken to avoid the nitrate and coliforms contaminatio